Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологическая безопасность и эффективность создания установок для преобразования возобновляющихся энергоисточников

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Экологическая безопасность и эффективность создания установок для преобразования возобновляющихся энергоисточников"

На правах рукописи

Бабаев Баба Джабраилович

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОЗДАНИЯ УСТАНОВОК ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЮЩИХСЯ ЭНЕРГОИСТОЧНИКОВ

специальности: 03.02.08 - экология (в строительстве и ЖКХ);

05.14.08 - энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва —2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Дагестанский государственный университет»

Научные консультанты: Доктор технических наук, профессор,

Волшаник Валерий Валентинович

Доктор химических наук, профессор,

Данилин Вадим Николаевич

Официальные оппоненты:

Виссарионов Владимир Иванович доктор технических наук, профессор, заместитель заведующего кафедрой Нетрадиционных возобновляемых источников энергии ФГБОУ ВПО «Московский энергетический институт (технический университет)»; Зверев Анатолий Тихонович доктор геолого-минералогических наук, профессор, заведующий кафедрой космического мониторинга ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет геодезии и картографии» (МИИ-ГАиК);

Сидоров Вячеслав Иванович доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой общей химии ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет».

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Российский университет дружбы народов»

Защита состоится « 20 » ноября 2012 г. в 14:00 часов на заседании диссертационного совета Д.212.138.07 в ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» по адресу: 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, в ауд. 9 «Открытая сеть»

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет».

Автореферат разослан «_

2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Потапов Александр Дмитриевич

Общая характеристика работы

Актуальность. Проблема загрязнения природной среды является важнейшей экологической проблемой современности, как с точек зрения непосредственного загрязнения, так и влияния повышающейся концентрации парниковых газов в атмосфере на климат. Поэтому разработка принципов и механизмов, обеспечивающих устойчивое развитие человеческого общества при сохранении биоразнообразия и стабильного состояния природной среды, при создании безопасной и комфортной среды жизнедеятельности, является актуальной задачей.

Энергетика вносит существенный вклад в обострение этой проблемы. Объекты энергетики ответственны за возникновение глобальных, региональных и местных экологических проблем.

Возобновляющиеся источники энергии (ВИЭ) должны сыграть большую роль в энергетике. Использование ВИЭ особо перспективно в энергетике районов, удаленных от центрального энергоснабжения. Энергетический потенциал возобновляющихся источников энергии в мире в два раза превышает объем годовой добычи органического топлива всех видов. Он существенен и в нашей стране. Важнейшей особенностью возобновляющихся источников энергии является то, что их использование фактически не приводит к загрязнению окружающей среды.

Существенный недостаток возобновляющихся источников энергии и, в первую очередь, солнечной энергии и энергии ветра, заключается в изменении вырабатываемой ими мощности во времени. Стабильность и надежность энергоснабжения от возобновляющихся энергоисточников зависит от правильного выбора накопителей (аккумляторов) энергии и оптимальных режимов их работы.

Аккумулирование энергии играет большую роль в мировой энергетике для разработки ресурсосберегающих технологий и повышает КПД использования природных энергоресурсов. Применение ёмких аккумуляторов, заряженных в период минимальной потребности в энергии и разряжаемых в период максимальной потребности, существенно повышает надежность и эффективность работы энергетических систем.

Одним из перспективных способов аккумулирования энергии является тепловое аккумулирование с использованием скрытой теплоты фазового перехода «твердое тело - жидкость» неорганических, органических соединений и эвтектических композиций. Несмотря на важное прикладное значение тепловых аккумуляторов фазового перехода, многие проблемы в области их разработки остаются нерешенными.

Тепловое аккумулирование (ТА) является важной и неотъемлемой составной частью стабилизации рабочего режима тепловых сетей, позволяющей регулировать в оптимальных пределах неравномерность, как поступления энергии, так и её потребления.

Остаётся актуальной проблема поиска эффективных фазопереходных теплоаккумулирующих материалов (ФТАМ) на основе многокомпонентных систем (МКС).

Одним из методов поиска теплоаккумулирующих материалов (ТАМ) является метод исследования химического взаимодействия веществ.

Одним из наиболее важных методов исследования химического взаимодействия веществ является физико-химический анализ МКС. Одним из основных вопросов при изучении взаимных МКС является описание химических превращений и решение на их основе технологических задач. Вследствие сложности и трудоемкости описания химического взаимодействия приоритетной является разработка методологии, допускающей использование ЭВМ.

Таким образом, актуальность и перспективность исследований в области определения фазовых равновесий и описания химического взаимодействия в МКС и использования их для теплового аккумулирования в системах энергоснабжения несомненна.

Целями работы являются:

- повышение экологической безопасности и эффективности строительства энергетических установок путем создания энергоемких термохимических, фазопереходных теплоаккумулирующих материалов и теплоносителей;

- оптимизация энергоснабжения и режимов работы новых энергетических систем преобразования возобновляющихся источников энергии автономными потребителями.

Основные задачи исследования:

- разработка конструктивных элементов с тепловым аккумулированием и энергетических систем оптимального использования возобновляющихся источников энергии автономными потребителями;

- разработка критериев оптимизации энергоснабжения потребителей за счет возобновляющихся источников энергии и программно-вычислительного комплекса (ПВК) для разработки оптимальных схем энергоснабжения с учетом особенностей региона размещения;

- физико-химический анализ реальных МКС, выявление эвтектических составов и поиск энергоемких ФТАМ на основе эвтектических составов МКС;

- разработка алгоритма, блок-схемы и программы ЭВМ выявления химического и термохимического взаимодействия в МКС в зависимости от температуры, температуры, при котором тепловой эффект реакции достигает максимального значения и определения экономически оптимального способа получения химических соединений;

- реализация разработанной программы ЭВМ на реальных МКС и формирование наиболее экономичных, энергоемких составов и термохимических реакций, протекающих в МКС на основе фторидов, хлоридов, нитратов, мо-либдатов, сульфатов щелочных и щелочноземельных металлов.

Научная новизна работы:

- разработаны новые экологически безопасные энергетические системы и их конструктивные элементы с фазопереходным тепловым аккумулированием;

- научно обоснованы и разработаны методика, алгоритм и программа оптимизации систем энергоснабжения автономных потребителей с учетом особенностей региона размещения и по многим критериям;

- научно обоснованы и разработаны алгоритм, блок-схема и программа ЭВМ для выявления химического и термохимического взаимодействия в МКС в зависимости от температуры, при которой тепловой эффект реакции достигает максимального значения, и определения экономически оптимального способа получения химических соединений;

- проведена дифференциация и определены количественные данные по фазовым равновесиям систем, входящих в и, N8, Са, Ва/Л-1, М0О4 и системы ЫаР-ЫаЫ03-КаС1;

- выявлены химические и термохимические (с указанием тепловых эффектов) реакции при Т = 298,15, протекающие в системах 1л, Са, Ва//Т, Мо04; У, Ыа, К, М§//Е, С1, Вг, БО,|, и выбраны наиболее энергоемкие, экономичные из них.

Практическая ценность работы:

1. Предложенные методика, алгоритм и программа оптимизации энергоснабжения автономных потребителей, конструктивные элементы и энергетические системы использования возобновляемых источников энергии с фазопереходным и термохимическим тепловым аккумулированием могут применяться при разработке систем электроснабжения и энергосбережения.

2. Разработанная программа описания термохимического взаимодействия позволяет:

• уменьшить трудоемкость исследований;

• выявить химические взаимодействия без привлечения объемных геометрических построений;

• получить зависимость направленности химических реакций от температуры;

• определять тепловые эффекты реакций при любой температуре, в пределах которых выполняется зависимость Ф(Т), а также температуру, при которой тепловой эффект приобретает максимальное значение;

• определить экономически оптимальный способ получения химических соединений;

• автоматизировать процесс описания химических превращений в МКС;

• выявить взаимодействия сообществ с абиотической средой обитания, в том числе созданной и измененной в результате строительной и хозяйственной деятельности и установление закономерностей превращений вещества и энергии в процессах биотического круговорота.

3. Выявленные составы эвтектик и уравнения энергоемких термохимических реакций во взаимных системах, состоящих из фторидов, хлоридов,

нитратов, молибдатов, сульфатов щелочных и щелочноземельных металлов, дает возможность подбора различных солевых композиций, которые могут быть использованы для электрохимического получения тугоплавких металлов и покрытий, разработки фазопереходных и термохимических теплоакку-мулирующих материалов, электролитов для химических источников тока.

4. Рассчитаны ресурсы солнечной, ветровой и волновой энергии по Республике Дагестан.

5. Ряд энергетических систем запатентованы и внедрены в практику.

Копии патентов и акты внедрения соответствующих организаций прилагаются.

На защиту выносятся:

- новые экологически безопасные энергетические системы и конструктивные элементы с тепловым аккумулированием использования возобновляющихся источников энергии;

- методика, алгоритм и программа оптимизации по многим критериям систем энергоснабжения автономных потребителей на основе возобновляющихся источниках энергии;

- алгоритм, блок-схема и программа ЭВМ выявления химического и термохимического взаимодействия в МКС в зависимости от температуры, температуры, при котором тепловой эффект реакции достигает максимального значения и определения экономически оптимального способа получения химических соединений;

- результаты экспериментальных исследований фазовых равновесий и выявление эвтектических составов систем на основе фторидов, нитратов, хлоридов и молибдатов щелочных и щелочноземельных металлов;

- выявленные химические и термохимические реакции, протекающие в системах и, Ыа, Са, Ва/Л7, Мо04; и, Ыа, К, Mg//F, С1, Вг, 304.

Достоверность полученных результатов определяется применением современных методик определения ресурсов ВИЭ, экологических влияний традиционных энергоустановок и установок на основе ВИЭ, определения направления протекания химических реакций и методов обработки результатов измерений; использованием в экспериментах «тестированных» методов и приборов; соответствием полученных характеристик с результатами исследований других авторов при апробации разработанных программ; близостью расчетных и опытных данных.

Опытно-экпериментальной базой исследования явились вузы: Дагестанский государственный педагогический университет (ДГГТУ), Кубанский государственный технологический университет (КубГТУ, г. Краснодар), Дагестанский государственный университет (ДГУ), Московский государственный строительный университет (МГСУ, г. Москва).

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на Всесоюзной конференции "Состояние и перспективы использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии" (Севастополь, 1990 г), на Всесоюзном техническом совещании "Проблемы создания и эксплуатации энергетических установок, использующих возобновляемые источники

энергии" (Владимир, 1991 г), на Всероссийской конференции "Состояние и перспективы развития термоэлектрического приборостроения" (Махачкала, 1995 г), на Международном симпозиуме "Проблемы рационального природопользования и обеспечения экологической и экономической безопасности Прикаспийского региона" (Санкт-Пет., 1995), на межвузовских научно-тематических конференциях в Дагестане (Махачкала, 1999-2001гг.), на ежегодных Бергмановских чтениях (Махачкала, 1999-2001гг.), на Всероссийской конференции молодых ученых (Нальчик, 2001г.), на Всероссийской конференции, посвященной 105-летию Бергмана А.Г. (Махачкала, 2002 г.), на конференции по подпрограмме "Топливо и энергетика" научно-технической программы "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" (Москва 2002г.), на II Всероссийской научной конференции по физ.-хим. анализу многокомпонентных систем. (Махачкала, 2002), на Первой всероссийской Школы-семинара молодых ученых и специалистов «Энергосбережение - теория и практика» (Москва, 2002), на Международной школы-семинара ЮНЕСКО «Образование и подготовка специалистов в области возобновляемых источников энергии: Проблемы и перспективы XXI века» (Москва, 2003), на конференции «Возобновляемая энергетика 2003: Состояние, проблемы, перспективы» (Санкт-Пет., 46 ноября 2003 г.), на XIII конференции по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов (г. Екатеринбурге, 27 сентября - 1 октября 2004 года), на Международной школе-семинара ЮНЕСКО «Образование и подготовка специалистов в области возобновляемых источников энергии: Проблемы и перспективы XXI века» (Москва, 2004), XIII Российская конференция по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов. Екатеринбург, 27 —сентября - 1 октября 2004 г; региональная научно-техническая конференция «Системы обеспечения тепловых режимов преобразователей энергии и системы транспортировки теплоты» 7—9 декабря 2005 г. Махачкала; 1-я Международная научно-практическая конференция и выставка «Энергетика, материальные и природные ресурсы. Эффективное использование. Собственные источники энергии» 31 мая — 3 июня 2005 г. город Пермь, Россия; Международный семинар «Возобновляемые источники энергии: Материалы и технологии» 29 — 30 ноября 2007 г. Махачкала, Россия; Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов // Материалы II Школы молодых ученых. 21—25 сентября 2008 г.; «Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии и материаловедения». Материалы Всероссийской научн. конф.. Махачкала: ДГУ; Всероссийского смотра-конкурса научно-технического творчества студентов высших учебных заведений «Эврика-2008», г. Новочеркасск, 17 — 23 ноября 2008 г.; Всеросс. научно-техн. конф. «Системы обеспечения тепловых режимов преобразователей энергии и системы транспортировки теплоты» 23 — 25 декабря 2008 г. Махачкала; 13 Российская молодежная научная и инженерная выставка «Шаг в будущее»; На выставке в XII Международном салоне промышленной собственности «Архимед-2009»; На IX Московский международный салон инноваций и инвестиций 3 — 6 марта 2009 г. Москва, Всерос-

сийский выставочный центр. 2010 и 2011 гг.; Всеросс. научно-техн. конф. «Системы обеспечения тепловых режимов преобразователей энергии и системы транспортировки теплоты» 23 - 25 декабря 2008 г. Махачкала. ДГТУ; Междун. конф. «Энергоэффективность и энергосбережение. Законодателная и нормативная база. Новые энергоресурсосберегающие технологии и оборудование» 19-20 ноября 2009 года г. Пермь; Энергоснабжение в теплоэнергетике и теплоэлектротехнологиях, Междунар. науч.-практ. конф. 19 апреля 2010 г. Омск; на IV Школе молодых ученых «Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов» Махачкала 2011.

Публикации. Основное содержание работы изложено в 125 публикациях, в том числе 100 статьях, тезисах докладов на конференциях (24 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ), одной монографии, 12 патентах, 1 заявки на патент, 6 авторских свидетельствах и 5 учебно-методических изданиях.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 456 страницах печатного текста, включает 47 таблиц, 80 рисунков и состоит из введения, шести глав с выводами к каждой главе, основных выводов, списка литературы из 385 наименований и 14 приложений.

Автор глубоко благодарен научному консультанту - профессору кафедры «Гидроэнергетики и использования водных ресурсов» МГСУ д.т.н. Волшанику Валерию Валентиновичу за помощь и поддержку, доктору химических наук, профессору Данилину Вадиму Николаевичу, безвременно ушедшему из жизни, а также доктору химических наук, профессору, заслуженному деятелю науки РФ, директору НИИ общей неорганической химии Дагестанского государственного педагогического университета Гасаналиеву Абдулле Магомедовичу.

Введение включает аргументы, подтверждающие актуальность темы диссертации, обоснование цели и задач исследования, определяет научную новизну и практическую значимость диссертационной работы.

В главе 1 показана динамика развития возобновляющейся электроэнергетики и масштабы ее участия в мировом и отечественном энергетическом производстве, изложены результаты аналитического обзора литературных и фондовых источников по экологическим проблемам развития современной энергетики.

В современном мире энергетика является основой развития базовых отраслей промышленности, определяющих прогресс общественного производства. Во всех промышленно развитых странах темпы развития энергетики, основанной на сжигании органических топлив, опережают темпы развития других отраслей. При всем этом современная энергетика - один из источников мощнейшего воздействия на окружающую среду и на человека как часть биосферы.

Десятилетия основывания на этом энергетическом базисе выявили его принципиальные недостатки, заключающиеся в:

- неравномерности распределения по территории Земли месторождений энергоносителей и формировании гигантских грузопотоков энергетического назначения;

- недопустимых масштабах влияния на экосистему Земли;

- исчерпанием в обозримом будущем экономичных запасов невозобновляющихся по своей природе энергоисточников и необходимости перехода на другие экологически более чистые и вечно возобновляющиеся энергоисточники, с соответствующими изменениями всей инфраструктуры мировой энергетики.

Необходим поиск путей перехода к новым источникам энергии, способным на длительный период обеспечить растущие потребности человечества, — к источникам более высокого экологического качества — гидроэнергии, энергии солнца, ветра и биомассы. Они в своем естественном состоянии принимают участие в формировании энергетического (теплового) баланса планеты, а, значит, их использование не приведет к изменению баланса, что позволит поднять уровень потребления энергии до любого разумного, требуемого соответствующим этапом развития индустриального общества, значения.

Усилиями многих отечественных специалистов и ученых сегодня уже обеспечены научные основы развития возобновлящейся энергетики и показаны некоторые практические пути реализации идеи об изменении энергетической стратегии будущего развития человечества.

В главе 2 рассмотрены физико-химические процессы при преобразовании солнечной и ветровой энергий, энергии биомассы, энергии на границах раздела сред, отличающихся по концентрации и по температуре, процессы фазопереходного и термохимического теплового аккумулирования, которые лежат в основе развития предлагаемых технологий.

Энергия солнечной радиации, поглощаемая в верхних слоях атмосферы, частично накапливается здесь в виде энергии диссоциации и ионизации. Достигшая поверхности Земли солнечная энергия может быть преобразована в тепловую, механическую и электрическую энергию, использована в химических и биологических процессах.

Рассмотрены процессы, протекающие в системах теплохладоснабжения с теплоносителем - водоаммиачным раствором.

Проанализированы процессы образования ветров и протекающие при преобразовании ветровой энергии.

Фотосинтез (образование биомассы) можно рассматривать как процесс аккумулирования солнечной энергии. Биомасса используется в качестве топлива для обогрева помещений и приготовления пищи большой долей населения Земли. Отходы перерабатывающих биомассу производств используются для получения биогаза в биореакторах. Процессы превращения энергии, происходящие в биореакторах, исследованы на лабораторных, опытных и производственных установках.

Рассмотрены физико-химические процессы фазопереходного теплового аккумулирования. При термохимическом (за счет эндо- и экзотермических реакций) аккумулировании поток солнечной радиации затрачивается на нагрев термохимической системы и на химическую реакцию. Суммарный кпд

термохимического преобразования солнечной энергии (77) определяется по формуле

_ АС(Ти)У., _ [АН(Г„)-ТиАЗ(Тп)]У,.

О о

У{С) У10

где ЛО(Тц) - запасенная свободная энергия; Q(c)- поток солнечной радиации, поступающей на поверхность приемника; Ут- скорость реакции.

Получение энергии от возобновляющихся источников связано с использованием энергии перехода в равновесную систему неравновесной системы окружающей среды. Большое значение имеет поиск новых способов преобразования неравновесных систем. Это, в том числе, энергия на границе раздела сред, отличающихся по концентрации и по температуре.

В третьей главе проанализированы проблемы и способы аккумулирования тепла, приведен анализ применяемых ФТАМ и требования, предъявляемые к ним.

В последнее время большое внимание придается поиску ФТАМ на основе МКС.

На основе экспериментальных исследований МКС (дифференциально-термического (ДТА), количественного дифференциально-термического, визуально-политермического, рентгенофазового анализов) выявлены наиболее энергоемкие фазопереходные и термохимические теплоаккумулирую-щие материалы.

Впервые получены диаграммы состояния и составы эвтектик МКС, входящих в Ы,№,Са, Ва//Т, Мо04, определены методом количественного ДТА энтальпии плавления некоторых эвтектических составов. Исследования данной системы проводились при работе в лаборатории «Ионные расплавы и твердые электролиты» в ДГПУ под руководством д.х.н., профессора Гасана-лиева А. М. Некоторые из диаграмм состояний показаны на рис. 1, 2.

Исследовано с целью поиска новых энергоемких ФТАМ сечение ЫаР - Ыа1ЧОз - ИаС1. Экспериментальными исследованиями выявлен состав эвтектики - 5%КаР; 87% ЫаИОз; 8% ИаС1, Тпл = 288°С (рис. 3). Определена методом количественного ДТА теплота фазового перехода данного эвтектического состава — АНПЛ = 224 кДж/кг.

На основе экспериментальных данных построены древо фаз и комплексный чертеж общей компактной развертки ограняющих элементов системы 1л, N3, Са, Ва // Б, М0О4 и подтверждена матрица смежности системы, которая, в свою очередь, является основой для выявления химических реакций, протекающих в данной МКС.

Выявленные эвтектические составы МКС являются перспективными энергоемкими ФТАМ.

ВгР2

Рис. 1. Политермические разрезы (а), диаграммы состояний политермических разрезов Л-В (б)

иВаМо04->т-^£-1 (в)

Рис. 2. Диаграмма состояния системы 1л,Ва/Л^МоО.) и расположение политермических сечений

А-В, В-С, ВаМоО^ Е\

->£14;ВАМ004-> Ег

ВАМ004

ваг2 и

1280» иВаР3 Р 850й £^765° 849

1457° Ц2М0О4

I, "с

763 67«

О 20 40 60 80 100

А|50%|ЧцР зкв. % 50%КиК 10

б)

а)

Рис. 3. Диаграммы состояний системы ИаР - №С1 -NaNOз (а) и политермических разрезов

А - В (5) и Е' - Е (в)

В четвертой главе обоснована необходимость в разработке нового алгоритма описания химических и термохимических реакций в многокомпонентных взаимных системах и составления по нему программы ЭВМ. Приведены разработанные методика, алгоритм, блок-схема (рис. 4) и программа ЭВМ «ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ реакций в МКС в зависимости от температуры», которая оперативно с минимальными трудозатратами позволяет выявлять возможные химические и термохимические реакции, протекающие во взаимных многокомпонентных системах с любым числом соединений и в зависимости от температуры, определять относительные объемные изменения химических превращений, температуры, при которой тепловые эффекты реакций принимают максимальные значения и оптимального способа получения химических соединений.

Рис 4. Блок - схема описания химических и термохимических реакций в МКС в зависимости от температуры

1

[Начало

3

Ввод N,N(^,N(3); 5(1); М(]и);ДНо6р

Преобразование матрицы смежности в вектор М(цО-» У(к), к = ¡ (N-1)+]

Выявление левых частей уравнения

Перебор компонентов по 2, 3, 4, ...

(п-1) с масками "О", "00", "01", "ООО", "001", "011" и т.д., которых можно задавать

Компоновка левых частей уравнений Зх-, 4х-, 5ти-, п-компонентных взаимных систем согласно заданным маскам

Сокращение дублирующих компонентов и соединений

Выявление правых частей уравнения

Перебор компонентов по 2, 3, 4, ... (п-1) с масками "1","11", "111" и т.д., которых можно задавать

Компоновка правых ний Зх-, 4х-, 5ти-, п взаимных систем со маскам частей уравне-■компонентных -ласно заданным

Сокращение дублирующих компонентов и соединений

нет

10

протекает

нет

©

11

Расчет сумм теплот образования компонентов и соединений, входящих в левую часть уравнений с учетом стехиометрических коэффициентов, ГХ, ■ дни,.

16

Расчет сумм теплот образования компонентов и соединений, входящих в правую часть уравнений с учетом стехиометрических коэффициентов, XX, • ДНшр.

Расчет тепловых эффектов реакций

ДНреакц ~ • ДНшр - X X; • ДНшец.

№ реип/ 1- 'г к 1000 ~ . - % 1 ' 1000 7 '

ывод уравнении химических реакций с указанием тепловых эффектов и без, а также их левых и правых частей

19

С

Конец

3

Предложенную методику и программу можно использовать для прогнозирования любой экологической ситуации вокруг предприятий с вредными выбросами, если известны химически вредные выбросы.

Левые части уравнений химических реакций п-компонентных взаимных систем выявляются в соответствии со следующим общим правилом:

необходимо осуществить перебор по п - I, п — 2 компонентов строки и столбцов, которым соответствуют индексы «О» в матрице инциденций при наличии в формируемых сочетаниях всех ионов, составляющих п-компонентные взаимные системы. Допускается наличие связей, т.е. «I» в перебираемых сочетаниях в количестве до п — 2. В зависимости от допуска связей задают «маски» 0-1, 00-11, 01-11 и т. д.

Правые части уравнений химических реакций п-компонентных взаимных систем выявляются в соответствии со следующим общим правилом:

необходимо осуществить перебор по п — 1, п - 2 компонентов строки и столбцов, которым соответствуют индексы «1» в матрице инциденций при наличии в формируемых сочетаниях всех ионов, составляющих п-компонентные взаимные системы.

Необходимым и достаточным условием принадлежности формируемых согласно данному правилу сочетаний к левым и к правым частям уравнений химических реакций п-компонентной взаимной системы является наличие всех ионов, входящих в данную п-компонентную взаимную систему отдельно в левой и в правой частях уравнений.

Выявление уравнений химических реакций осуществляется сопоставлением выявленных наборов левых и правых частей.

При сопоставлении выявленных наборов должны соблюдаться следующие условия:

наличие в обеих сопоставляемых частях одних и тех же ионов; отсутствие в сопоставляемых левых и правых частях одинаковых фаз; возможность уравнивания смоделированных реакций. Уравнивание описываемых реакций осуществляется решением систем математических уравнений с 2(п — 1), 2(п — 2) неизвестными — коэффициентами перед соединениями, составляющими левые и правые части уравнений.

Математические уравнения, из которых составляется система, составляются методом уравнивания ионного баланса исходных веществ и продуктов реакции. Стехиометрические коэффициенты находят решением систем линейных уравнений (СЛАУ) методом Жордана-Гаусса. СЛАУ составляются по каждому катиону и аниону, принимая за неизвестные стехиометрические коэффициенты.

Если количество неизвестных больше ионов, участвующих в химической реакции, то система математических уравнений решается, придавая значения неизвестным коэффициентам, стоящим перед одним или двумя соединениями, до первого минимального значения, при котором система будет иметь целочисленное решение. Причем верхний предел придаваемых значений неизвестным коэффициентам задается в программе ЭВМ и ее можно

увеличить до бесконечности, только при этом программа будет работать медленно.

Например, получено сопоставлением левых и правых частей для тройной взаимной (2//2) системы — уравнение:

ЫЫа3(Мо04)2 + Ыа4р2Мо04 -> На2Мо04 + Ы2Р2.

Для определения стехиометрических коэффициентов уравнения обозначим неизвестные коэффициенты через Х„ тогда получим следующее химическое уравнение

Х,иНаэ(Мо04)2 + Х2Ыа4Р2Мо04 Х3Ыа2Мо04 + ХД^.

Составляем систему линейных уравнений (СЛАУ) методом ионного баланса:

по катиону ЬГ: Х1 + 0 = 0 + 2Х4;

по катиону №+: ЗХ1 + 4Х2 = 2Х3 + 0;

по аниону МоО*~: 2Х, + Х2 = Х3 + 0;

по аниону Р": 0 + 2Х: = 0 + 2Х4.

Решение этой системы: переносим слагаемые из правой части в левую

X, + 0 + 0 - 2Х4 =0;

ЗХ, + 4Х2 - 2Х3 + 0=0;

2Х, + Х2 - Х3 + 0=0;

0 + 2Х2 + 0 - 2X4=0; результирующая СЛАУ может быть представлена в виде матричного уравнения

1 0 0 -2 х, 0

3 4 -2 0 Х2 0

* =

2 1 -1 0 0

0 2 0 -2 Х4 0

Решая полученную систему уравнений методом Жордана-Гаусса с использованием целочисленной арифметики, находим неизвестные стехиомет-рические коэффициенты X¡ (X, = 2, Х2 = 1, Х3= 5, Х4= 1). Подставляя значения Х„ окончательно получаем уравнение

21л1Ча3(Мо04)2 + ^4Р2Мо04 = 5№2Мо04 + и2¥2.

Необходимо иметь в виду, что все X; должны быть целыми положительными числами и не должны равняться нулю.

Аналогичным образом осуществляется расстановка стехиометрических коэффициентов уравнений в четырех-, пяти- и т.д. и-компонентных взаимных системах.

Выявленные уравнения химических реакций группируются по числу компонентов, т. е. выдают отдельно реакции, протекающие в трех-, четырех-, пяти- и т. д. системах, входящих в данную п-компонектную систему.

Группирование уравнений производится по общей формуле:

K= Nkat + NAH- 1, (2) где Nicat — число разных катионов в системе; Nah — число разных анионов в системе.

Число возможных случаев определяется по решению уравнения (2), если принять NKat и Nah за неизвестные. Придавая значения, начиная с 2 и выше Nkat, находят все возможные решения для NAh- И наоборот, придавая значения NAh начиная с 2 и выше, находят все возможные значения Nkat-

Программа также позволяет описывать всевозможные реакции полного обмена в МКС по заданным левым или правым частям уравнений. Для этого в исходную информацию вводят любую левую часть, тогда программа находит всевозможные правые части для нее. Или наоборот, вводят любой состав правой части, тогда программа находит всевозможные реакции полного обмена для данной правой части.

Например, для реакции ВХ + АУ2 = ВУ2 + АХ при необходимости поиска правой части уравнения по данной, например, левой 0,7ВХ + 0,ЗАУ2 =... вводят исходную информацию в виде:

В7Х7, АЗУ6, ВУ2, АХ.

А если надо найти левую часть уравнения для правой, например следующего состава 0,4 ВУ2 + 0,6АХ, вводят исходную информацию:

ВХ, АУ2, В4У8, А6Х6.

Для расчета тепловых эффектов этих реакций значения вводимых теп-лот образования компонентов умножают на соответствующие коэффициенты.

Определение тепловых эффектов реакций в зависимости от температуры производится функцией от температуры приведенной энергии Гиббса Ф(Т):

Ф(]) = -М, (3)

где Ф(Т) - приведенная энергия Гиббса в зависимости от температуры; Н(0) — энтальпия образования соединения при 0 К из элементов в стандартных состояниях.

Из (3) следует Ф(Т) Т = -G(T) + Н(0).

Тогда для продуктов реакции (правых частей уравнений)

Q(Tyv°» = ЖО)""1"* -ф(Т)пр"й т. (4)

А для исходных соединений (левых частей уравнений) энергия Гиббса

равна

С(Т)"СХ = Я(0)"" -Ф(Г)"" -Т. (5)

Изменение энергии Гиббса в ходе реакции в зависимости от температуры можно определить по формуле:

=0-(П"'"")-«аТ" = И(О)"^0 -Н(0)"" -ф(Т)"р£"1 ■ Т + Ф(Т• т. (6)

Если в реакцию входят несколько соединений, то (6) можно преобразовать в следующий вид

У Л',я(0)"'"") + у х,Ф(ту ' юоо^ '

1000 ^ГГ ' v '

(7)

где XI и Xj - стехиометрические коэффициенты уравнения для исходных соединений и продуктов реакции, соответственно;

1/1000 - коэффициент преобразования, который вводится из-за того, что в справочниках Н(0) дано в кДж/моль, а Ф(Т) в Дж/(К моль).

Погрешность расчетов тепловых эффектов по формуле (7) при Т = 298,15 К составляет ± 3,00 кДж/моль, что в пределах допустимого, если учесть, что справочные данные по Ф(Т) и Н(0) даются с такой же погрешностью.

Адекватность уравнений проверяется экспериментальными исследованиями фазовых равновесий, РФА и значениями тепловых эффектов реакций, т. е. знаком ДО(Т).

Объемные изменения систем при плавлении и химических превращениях определяются вводом информации по относительным мольным изменениям компонентов МКС ДУ/У, в % по формуле:

д!-;;:;=¿А-.А^-^акт . да

1=1 ;=1

Для определения экономически оптимального способа получения химических соединений вместо значений теплот образования соединений вводятся стоимости исходных компонентов в руб./моль.

Программа вычисляет так же, как и тепловые эффекты, разность стоимости продуктов реакции и исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов по формуле

Ацр,т:=±х,цг>-£х^г;', (9) ; = 1 ; = 1

где X, и Xj- стехиометрические коэффициенты в уравнении химической реакции; Ц"рЫ',Ц"*х- стоимости продуктов и исходных компонентов реакции,

соответственно, в руб./моль.

Программа апробирована на реальных МКС Ы, Иа, Са, Ва/Я7, МоО^; Ыа, К, Са, ВаН¥, С1, Мо04, Ш04; 1л, Ыа, К, Ыщ/Г¥, С1, Вг, 804.

Необходимо отметить, что отсутствие значений функций Ф(Т) для некоторых соединений, теплот образования комплексных соединений, образующихся в системах, затрудняет выполнение задачи для МКС с комплексо-образованиями.

На основе входной информации при Т = 298,15 К для системы И, N8, Са, Ва/Л7, Мо04, полученных экспериментальным путем, автором выявлены термохимические реакции с указанием тепловых эффектов в кДж.

Для выявления химических и термохимических реакций во взаимных системах Ыа, К, Са, Ва/Я7, С1 и 1л, Иа, К, Mg//F, С1, Вг, 804 использованы известные экспериментальные данные других авторов. Система У, Иа, К, М^/Т, С1, Вг, 804 включает энергоемкие эвтектические составы для использования в качестве ФТАМ, поэтому она взята нами с целью поиска энергоемких термохимических реакций и комбинированного использования составов для теплового аккумулирования.

Для выявления химических и термохимических реакций в системе Ыа, К, С1, Вг, 804 вводилась информация - числа соединений, катио-

нов, анионов, сами катионы и анионы, компоненты МКС, матрица смежности, взятая из литературных источников, теплоты образования и функции Ф(Т), взятые из справочников для компонентов системы в порядке их расположения:

16,4,4;

иЫа,К,М§;

Р,С1,Вг,804;

ир,иС1,иВг,П2504,Кар;МаС1,НаВг, N32804, КР,КС1,КВг,К2804,

MgF2,MgC12,MgBг2,MgS04;

-1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,0,1,0,0,0;

0,-1,1,1,0,1,1,0,0,1,1,0,1,1,0,1;

0,0,-1,1,0,1,1,0,0,1,1,0,1,1,1,1;

0,0,0,-1,0,1,1,0,0,1,1,0,1,0,0,1;

0,0,0,0,-1,1,1,0,1,1,1,1,0,0,0,0;

0,0,0,0,0,-1,1,1,0,1,1,1,1,1,0,1;

0,0,0,0,0,0,-1,1,0,1,1,0,1,1,1,1;

0,0,0,0,0,0,0,-1,0,1,1,1,1,0,0,1;

0,0,0,0,0,0,0,0,-1,1,1,0,0,0,0,0;

0,0,0,0,0,0,0,0,0,-1,1,1,1,0,0,0;

0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,-1,1,1,1,1,0;

0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,-1,1,0,0,0;

0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,-1,1,1,1;

0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,-1,1,1;

0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,-1,1;

0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,-1;

614,67:408,36:351,04:1436,0:572,83:411,41:361,19:1387,9:566,1:436,56:39

3,48:1437,7:1124,2:644,3:526,00:1288,8; 140.0571+44.561*1п(х)-0.0030850х'2+0.94978х''+67.510х+28.97х2 166.3086+45.568*1п(х)-0.00 14935*х2+0.61499*х"'+96.965*х 169.2035+40.706* 1п(х)+0.0006025*х2+0.24144*х"'+130.27*х

-2275.2930-644.732*1п(х)+0.055358*х2-13.43549*х"'+17658.99*х-93478.93 *х2 +261998.92*х3

201.7959+60.378*1п(х)-0.0045775*х2+1.20239*х"'-81.885*х+304.45*х2 188.0223+47.121 *1п(х)+0.0001045 *х2+0.37984*х"' +36.095*х+185.933*х2 191.7939+43.845*1п(х)+0.00066*х2+0.19415*х"'+101.455*х 383.4142+108.829*1п(х)-0.006049*х2+1.81938*х'+550.4*х 182.3441+48.273*1п(х)-0.0014035 *х2+0.591 17*х"'+64.98*х 184.6593+44.008*!п(х)-0.000001 *х2+0.29529*х"'+1 65.825*х-599.85*х2+1904.17*х3

199.7439+43.241*1п(х)+0.0013035*х2+0.07464*х"'+105.585*х

377.7506+96.928*1п(х)-0.0020245*х2+1.06491 *х"'+655.495*х

242.7936+77.81 *1п(х)-0.0077475*х2+1,8656*х-'+20.25*х

273.1252+75.655*1п(х)-0.00322*х2+1.13899*х"'+49.875*х

300.9457+75.868* !п(х)-0.0027675*х2+0.95099*х~'+60.0*х

273.8416+85.18*1п(х)-0.0058355 *х2+1.76282*х"'+437.875*х-330.417*х2.

На основе этой информации программой выявлены термохимические реакции при Т = 298,15 К в тройных, четверных, пятерных, шестерных и в самой семерной взаимных системах 1л, Иа, К, М^Л7, С1, Вг, 504, с указанием тепловых эффектов и относительных объемных изменений в % при

химических превращениях, вычисленных по формуле (8).

Программой выявлены также реакции во взаимных системах, входящих в 1л,Ма,К,Р^//Р,С1,Вг,8(Х|, в зависимости от температуры в пределах выполнимости функции Ф(Т) (298,15<Т<540 К), максимальные значения тепловых эффектов и температуры, при которых они достигаются.

Для выявления энергоемких термохимических реакций в системе Ыа, К, Са, Ва/Л7, С1 как наиболее энергоемкой была составлена матрица по известным экспериментальным данным системы Ыа, К, Са, Ва/Л7, С1, Мо04, У/04.

Наиболее энергоемкие и экономичные термохимические реакции, протекающие во взаимных системах при Т = 298,15 К, входящих в 1л, Ыа, К, С1, Вг, 804 и Ыа, К, Са, Ва/Л7, С1, с указанием тепловых эффектов и «стоимостей» реакций в ранжированном виде приведены в работе.

Анализируя выявленные термохимические реакции в системах Ы, Иа, Са, В а/Л7, Мо04; Ыа, К, Са, Ва/Л7, С1; Ы, Ыа, К, М^/Я7, С1, Вг, БСХ,, установили, что сдвиги равновесий в них определенным образом связаны с местом элементов в периодической системе элементов. Минимальный сдвиг равновесия наблюдается в литий-бариевых системах, максимальный - в калий-магниевых системах (см. табл. 1).

Таблица 1

Характер изменения сдвига равновесия во взаимных системах из солей щелочных и щелочноземельных металлов__

о 2+ Ва Са2+ мё2+

Катионы

П+ а) -27.64 а) -3.84 а) 3,66

б) -62,62 б) 19,58 б) 67,28

в) -90,27 в) 15,74 в) 70,94

Ыа+ а) -13,44 а) 10,36 а) 17,86

б; 27,16 б) 109,36 б) 157,06

в) 13,72 в) 119,72 в) 174,92

К+ а) 0,84 а) 24,64 а) 32,14

б) 90,92 б) 173,12 б) 220,82

в) 91,76 в) 197,76 в) 252. 96

Примечание4. В таблице указаны тепловые эффекты реакций в кДж для систем: а) С1,Вг; б) ВД; в) Р,Вг.

Таким образом, разработанная по алгоритму и блок-схеме программа «ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ реакций в МКС в зависимости от температуры» универсальна. Она позволяет выявлять термохимические реакции, протекающие во взаимных многокомпонентных системах независимо от компонентности при разных значениях температуры, прогнозировать направления их протекания при данной температуре, определяет температуру, при которой реакция обладает максимальным тепловым эффектом, определять относительные объемные изменения при реакциях, кроме этого, программа позволяет осуществить поиск наиболее энергоемких уравнений реакций.

Программа также позволит при вводе исходной информации о вредных выбросах предприятий и организаций, их термодинамических характеристик, матрицы смежности, прогнозировать развитие экологической обстановки в регионе в зависимости от температуры, выявить взаимодействия сообществ с абиотической средой обитания, в том числе созданной и измененной в результате строительной и хозяйственной деятельности, и установить закономерности превращений вещества и энергии в процессах биотического круговорота, а также влияние условий среды обитания на человека.

В пятой главе даны практические рекомендации по использованию данных физико-химического анализа МКС, описаны и проанализированы на энергетическую эффективность разработанные и запатентованные новые энергетические системы и конструктивные элементы с использованием фа-зопереходных, термохимических теплоаккумулирующих материалов и возобновляемых источников энергии: гелиосушилка для сушки фруктов и овощей; устройство для использования гелиевого тепла автомобильных дорог и улиц городов; устройство для преобразования солнечной энергии в высокопотенциальную энергию водяного пара; стеновая панель здания; солнечный коллектор и солнечный тепловой коллектор; солнечная ветроустановка; гелиосистема; гелиосистема теплохладоснабжения; двухкамерная система солнечного энергоснабжения; тепловой двигатель; гибридная машина; мини

биогазовая установка; конструкция теплового аккумулятора; волноэнергети-ческое устройство; гелиоустройство для проведения химических реакций.

Некоторые из предложенных изобретений внедрены в практику (соответствующие акты прилагаются). Имеются предложения от коммерческих организаций о сотрудничестве и внедрении наших разработок.

Результаты научных разработок неоднократно экспонировались на Международных, Всероссийских и региональных выставках и были награждены медалями и дипломами.

Проведен анализ параметров воздухонагревателей, определена тепловая производительность и выходные температуры из сушильной камеры сушилки (СКС) с и без TAB в зависимости от времени суток (рис. 5).

При расположении TAB в СКС температура в ней не меняется скачками за сутки, а выравнивается и держится почти на одном уровне в течении суток, что подтверждают и экспериментальные данные (рис. 6).

60 50

1 -L. sitV-

—!

fV' ! fk i «I

> ■a

V .f i

-___L. i — _|

без TAB -при TAB

10 12 14 16 18 20 22 24 Время местное, ч

Рис. 5. График изменения температуры в СК сушильной установки с и без TAB

40 35 <

L

30 25 20 15 10 5 0

т Г г 111. _ _ — _ > "I I

F4 -Э-i 7** Г" >■ -i rr k-1 N H и b [ .0

1 т I

T T1 i- * " | M

1 1

|

[ 1

1 J

__M_ — - — _ — __ _1

1 2 3 4 5 6 7 8 —&-расчетные, при TAB

. -д . .первый день исследований ■ - • - .средние значения за шесть дней исследований

9 10 11 12 13 14 15 16 17 1В 19 20 21 22 23 24 Время местное, ч

Рис. 6. Расчетные и экспериментальные значения температур на выходе из СК сушилки с TAB в зависимости от времени. Приведены данные экспериментальных исследований опытного образца предлагаемой сушильной установки общей площадью 1,4 м и толщиной 2,9см (см. рис. 6). Исследования проводились в ясные июньские дни. Первый

день — начало ее работы после загрузки сушильного материала (абрикосов весом 5,0 кг) и TAB (парафина).

Расчетные значения температур на выходе из СКС с TAB отличаются от экспериментальных, так как при получении расчетных данных не учитывалась энергия, затрачиваемая на парообразование влаги, содержащейся в высушиваемом материале.

Использование ФТАМ меняет характер изменения температуры в СК (сушилке): он более равномерен, уравнивает температуру в течении суток, из-за чего повышается качество сушки, то есть отсутствуют резкие перепады температур.

Исследованы экспериментально (чашечным анемометром) воздушные потоки вдоль автотрасс, и предложено устройство для использования гелиевого тепла автомобильных дорог и улиц городов. Предложенное устройство может быть использовано для улучшения экологической ситуации в крупных городах.

Приведены конкретные примеры выполнения концентрационного гальванического элемента «Сулак-Каспийское море» и осмотической электростанции «Волга-Каспийское море».

В шестой главе приведены математическое описание задачи, алгоритм и программа многокритериальной оптимизации энергоснабжения потребителя от возобновляющихся источников энергии.

В работе предложены алгоритм, блок-схема (рис. 7) и программа ЭВМ "Optimum" расчета необходимой тепловой нагрузки и электроэнергии потребителя и выбора оптимального варианта комбинированного энергоснабжения его путем сравнения нескольких вариантов комплексных технических систем с использованием ВИЭ по многим взаимосвязанным технико-экономическим, энергетическим, экологическим и социальным показателям.

От правильного выбора системы тепло- и электроснабжения на основе ВИЭ во многом зависит масштабность их использования, поэтому решение этой задачи имеет большое значение.

Выбранная оптимальная система энергоснабжения должна надежно, стабильно и с минимальными затратами обеспечить потребителей энергией, что повышается включением энергоаккумулируюших установок.

При выборе систем энергоснабжения решается задача выбора самих показателей, по которым необходимо сравнивать системы. Трудность выбора показателей обусловлена не только количественным различием однородных показателей сравниваемых систем энергоснабжения, но и качественным разнообразием показателей одной системы. При комплексной оценке систем возникает сложность согласования всей гаммы этих показателей.

Предложено оценку альтернативных систем энергоснабжения с использованием ВИЭ производить сравнением вариантов по значениям до 14 взаимосвязанных технико-экономических, энергетических, экологических и социальных показателей по методу "паук-ЦИС",что позволяет более обоснованно выбрать оптимальную систему при доминирующей роли критерия

энергосбережения, минимальных приведенных затрат и использования ВИЭ с тепловым аккумулированием.

Рис. 7. Блок-схема расчета необходимой тепловой нагрузки потребителя и выбора оптимальной системы его комбинированного энергоснабжения.

Осуществляется процесс построения диаграммы в полярных координатах "паук-ЦИС". Показатели преобразованы так, чтобы для системы тепло- и электроснабжения чем меньше были их значения, тем она лучше. Например, взяты показатели, равные 1/(срок службы оборудования), 1/(эффект от раннего ввода объекта в эксплуатацию) и 1 /(коэффициент использования установленной мощности), а не сами "срок службы оборудования", "эффект от раннего ввода объекта в эксплуатацию" и "коэффициент использования установленной мощности".

Оценка сравниваемых вариантов осуществляется по правилу: диаграмма, очерчивающая наименыиую площадь, соответствует лучшему варианту. Площадь "паук-диаграммы" каждого варианта вычисляется как сумма площадей треугольников.

Если значения площадей "паук-диаграмм" для различных сравниваемых систем будут практически равны и нет возможности очевидного выбора, то исключаются менее важные критерии и вводятся наиболее важные. Таким образом определяется приоритет показателей.

Предложено оценку экономической эффективности провести сравнением комбинированных систем энергоснабжения с использованием ВИЭ матричным методом формирования вариантов, который позволяет более обоснованно выбрать оптимальную энергосистему путем автоматизированного сравнения большого количества возможных вариантов по многим показателям.

При использовании одного или нескольких видов ресурсов (комбинированная система) в сравниваемых вариантах должно выполняться условие:

ZQp(ij)aij = Q, (10)

где Qp(ij), aij - энергия и доли их использования, соответственно, i-того ресурса в j-том варианте энергоснабжения, т. е. необходимо, чтобы потребитель был полностью обеспечен необходимым количеством энергии.

Разработанная по алгоритму и блок-схеме программа "Optimum" позволяет, кроме получения конечного решения, просмотреть и обработать промежуточные результаты, оценивать экологическое влияние каждой системы энергоснабжения.

При апробации программы "Optimum" выбора оптимальной системы энергоснабжения автономного потребителя при заданных условиях с использованием ВИЭ были обработаны данные 24 метеостанций (МС), расположенных на территории Республики Дагестан (РД) за 1977 - 1988 и 1995 -1999 годы. Определен технический ветроэнергетический ресурс на высотах 10 и 50 м. При этом территория РД разделена на три характерные зоны: низменная, предгорная и горная. Построена карта изолиний РД среднегодовых скоростей ветра с учетом рельефа местности, которая позволяет определить ветроэнергетический ресурс не только в местах расположения МС, но и в разных точках РД.

Определены волноэнергетический ресурс прибережной зоны Каспийского моря, ресурс солнечной энергии по данным актинометрических станций и биомассы.

Анализируя ресурсы природных возобновляющихся источников энергии, в работе показано, что для энергоснабжения автономных потребителей расположенных в горной зоне РД, оптимальными являются комбинированные энергетические системы с использованием фазопереходных теплоакку-мулирующих материалов и местных возобновляющихся источников энергии (гидроэнергетики, энергии Солнца, ветра и т.д.).

Таким образом, составленной программой ЭВМ с меньшими трудозатратами, более обоснованно, можно выбрать оптимальный вариант комбини-

рованной системы энергоснабжения с использованием возобновляющихся источников энергии и теплового аккумулирования.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Основы решения энергетических и экологических проблем лежат в опережающем познании тех процессов, которые происходят при преобразовании невозобновляющихся и возобновляющихся источников энергии.

2. Добыча, производство, переработка, хранение и использование теплоэнергетических ресурсов оказывают негативное воздействие на природную среду, изменяется ландшафт, потребляется большое количество пресной воды и кислорода, загрязняется продуктами сгорания топлива, твердыми и жидкими отходами окружающая среда. Включение в энергосистему устройств на основе возобновляющихся источников энергии позволяет существенно уменьшить негативное влияние энергетики на окружающую среду и улучшить экологическую ситуацию.

3. Разработанная методика, алгоритм, блок-схема и программа описания с минимальными трудозатратами химических и термохимических реакций в МКС в зависимости от температуры независимо от компонентно-сти дала возможность:

решить задачу описания при разных температурах стехиометри-ческих термохимических реакций в любой точке фигуры конверсии МКС независимо от компонентности;

определить температуры, при которых реакции обладают наибольшим тепловым эффектом;

определить объемные расширения при химических превращениях в МКС;

определить экономически выгодные (дешевые) способы получения химических соединений;

вычислить значения тепловых эффектов реакций и раскрыть картину химических взаимодействий в МКС и, Ыа, Са, Ва//Р, М0О4; 1л, Ыа, К, М§//Т, С1, Вг, 504 в зависимости от температуры.

4. Разработанная программа позволяет также выявить взаимодействия сообществ с абиотической средой обитания, в том числе созданной и измененной в результате строительной и хозяйственной деятельности и установить закономерности превращений вещества и энергии в процессах биотического круговорота.

5. Полученный фактический материал по исследованиям фазовых равновесий и химических взаимодействий в системах Ы, Иа, Са, Ва//Р, Мо04; ИаР - ЫаС1 - ЫаМ03; 1л, Иа, К, М§//Р, С1, Вг, 804 представляет практический интерес для теплового и термохимического аккумулирования, синтеза соединений наиболее экономичным способом, получения электролитов ХИТ и т.д.

6. Экспериментально выявленные эвтектические составы солевых расплавов на основе МКС обладают высокими значениями энтальпий плавления от 224 до 782 кДж/кг и могут быть использованы в качестве фазопереходных теплоаккумулирующих материалов.

7. Рекомендации по практическому использованию результатов физико-химических методов анализа пригодны для систем энергоснабжения потребителей энергии.

8. Разработанные патенты на энергетические системы и конструктивные элементы использования возобновляющихся источников энергии с фа-зопереходным и термохимическим тепловым аккумулированием рассчитаны на совершенствование энергоснабжения автономных потребителей: гелиосушилка для сушки фруктов и овощей, устройство для использования гелиевого тепла автомобильных дорог и улиц городов, устройство для преобразования солнечной энергии в высокопотенциальную энергию водяного пара, стеновая панель здания, солнечный коллектор, солнечная ветроустановка, способ получения постоянного тока, способ и устройство для заделки трещин в гидротехнических сооружениях, солнечный коллектор, солнечный тепловой коллектор, гелиосистема, система солнечного энергоснабжения, тепловой двигатель, способ и устройство для получения энергии, система теплохладоснаб-жения, конструкция теплового аккумулятора, индивидуальная биогазовая установка, волноэнергетическое устройство, гелиоустройство для проведения химических реакций. Все они просты в изготовлении, экономичны, обладают высокой теплоаккумулирующей способностью, обеспечивают эффективность использования возобновляющихся источников энергии, комфортность и стабильность теплоснабжения, уменьшают тепловые потери. Ряд систем (гелиосушилка для сушки фруктов и овощей, солнечный коллектор и стеновая панель) внедрены в практику.

9. Практическое внедрение новых систем и конструктивных элементов позволяет существенно улучшить экологическую ситуацию, повысить степень использования возобновляющихся источников энергии и стабильность энергоснабжения автономных потребителей.

10. Определены имеющиеся ресурсы возобновляющихся источников энергии по Дагестану:

• плотности потока суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность за год колеблются от 4756,8 до 5643,0 МДж/м2;

• средний ежегодный прирост фитомассы в зависимости от вида почв составляет 50 -г 2000 г/м2;

• потенциальные ресурсы волновой энергии за год в береговой полосе Каспийского моря составляют около 1,057-Ю4 кВт-ч на 1 м волнового фронта или примерно 0,8-103 кВт-ч на 1 м2 поверхности моря;

• технические ветроэнергоресурсы с 1 км2 в приземном слое на высоте 10 м для прибережного района составляет 3,34 млн. кВт-ч в год, для

равнинного и предгорного - 2,15 млн. кВт-ч в год и для горного - 3,77 млн. кВт-ч в год, на высоте 50 м эти данные соответственно равны 7,45, 6,02 и 11,56 млн. кВт-ч в год.

П.Полевые измерения значений скоростей ветра вдоль автотрассы Махачкала - Каспийск показывают, что достаточно стабильные и высокие значения имеют воздушные потоки около оживленных автотрасс за счет турбулентных возмущений воздуха, вызываемых двигающимся автотранспортом и разностью температур. Предложено устройство, которое использует подобные возмущения и нагрев асфальта для энергоснабжения, а также для сбора и утилизации, вентиляции в городских условиях выхлопных газов автотранспорта.

12. Разработанные алгоритм, блок-схема, методика расчета нагрузки и принципы оптимизации пригодны для систем энергоснабжения автономного потребителя с использованием возобновляющихся источников энергии.

13. По упомянутому алгоритму и блок-схеме составлена программа оптимизации систем энергоснабжения автономного потребителя с использованием возобновляющихся источников энергии, позволяющая получать необходимые технические данные для проектирования электроге-нерирующей установки, определять вид используемого источника энергии, более обоснованно выбрать оптимальный вариант энергоснабжения с меньшими трудозатратами. Оптимизация системы энергоснабжение осуществляется сравнением большого количества вариантов по многим взаимосвязанным технико-экономическим, социальным и экологическим критериям.

14. Разработанная программа "Optimum" позволяет выбирать оптимальную систему энергоснабжения и сохранять стабильное состояние природной среды при создании безопасной и комфортной среды жизнедеятельности.

15. Апробация разработанной программы по 5 вариантам и 9 видам ресурсов для среднего села в горном районе с количеством жителей 300 человек показывает, что оптимальным вариантом тепло- и электроснабжения его является энергоснабжение от малых ГЭС и комбинированная система с включением микроГЭС, СЭС и ВЭУ. Система энергоснабжения автономного потребителя должна базироваться на создании небольших автономных установок с комплексным использованием различных возобновляющихся источников энергии.

Результаты исследования изложены более чем в 120 работах.

Из них основными являются следующие:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК России:

1. Бабаев Б. Д., Мамаев Н. И. Выбор размеров бака-аккумулятора и коллектора в системах солнечного теплоснабжения зданий. Изв. вузов. Сев,-Кавк. Регион. Техн. Науки. № 1. 2002. С. 113 - 114.

2. Бабаев Б. Д. Система NaF - NaCI - NaN03. Неорган, материалы, 2002, -Т. 38 №1, -С. 96-97.

3. Бабаев Б. Д., Баламирзоев А. Г. Оптимизация энергоснабжения автономных потребителей с использованием возобновляемых источников энергии. Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2002. Спецвыпуск. С. 28 -30.

4. Баламирзоев А. Г., Бабаев Б. Д. Экспериментальные исследования фильтрации в трещиноватых загипсованных породах. Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. 2002. №4. С. 114.

5. Баламирзоев А. Г., Бабаев Б. Д. Фильтрация в трещиноватых горных породах. Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. 2002. № 4. С. 116

6. Баламирзоев А. Г., Бабаев Б. Д. Определение коэффициентов молекулярной диффузии растворов в пористо-трещиноватых породах. Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. 2002. № 4. С. 115.

7. Баламирзоев А. Г., Бабаев Б. Д. Рекомендации по противофильтрацион-ным устройствам подземного контура бетонных плотин на скальных основаниях. Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. 2002. № 4. С. 115.

8. Баламирзоев А. Г., Косиченко Ю. М., Бабаев Б. Д. Гидравлика трещин в бетоне. Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2003. -Приложение № 1.-С. 207.

9. Баламирзоев А. Г., Косиченко Ю. М., Бабаев Б. Д. Прогноз деформаций гидротехнических сооружений на загипсованных породах. Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2003. -Приложение № I. -С. 205 - 206.

10. Баламирзоев А. Г., Косиченко Ю. М., Бабаев Б. Д. Прогноз суффозионной осадки во времени. Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2003. -Приложение № 1. -С. 206 - 207.

11. Бабаев Б. Д. Критерии выбора альтернативных комбинированных систем энергоснабжения. Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2003. Приложение № 1. -С. 49 - 50.

12. Бабаев Б. Д., Мамаев Н. И. Определение тепловой нагрузки системы солнечного теплоснабжения с аккумулятором для жилого дома. Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2003. -№ 2. -С. 49 — 50.

13. Бабаев Б. Д., Гасаналиев А. М. Диаграмма состояния системы LiF - NaF -CaF2- BaF2 - ВаМо04. Неорган, материалы, 2003, -Т. 39, -№11, -С. 1389 -1393.

14. Бабаев Б. Д. Формирование вариантов систем энергоснабжения с использованием возобновляемых источников энергии для сравнительной оценки. Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2003. -№ 1. -С. 31.

15. Бабаев Б. Д. Блок-схема описания химических реакций в многокомпонентных взаимных системах. Журн. неорган, химии РАН. 2005. - Т. 50, № 5. - С. 815 - 818.

16. Бабаев Б. Д. Ветроэнергетический ресурс Дагестана. Вестник

Дагестанского гос. техн. ун-та. Техн. науки. 2011. № 23 (4). С. 74 — 81.

17. Бабаев Б. Д., Баламирзоев А. Г. Оптимизация энергоснабжения автономного потребителя с использованием возобновляемых источников

энергии и ЭВМ. Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2012. -№ 1. -С. 53-56.

18. Бабаев Б. Д. Метод расчета энергетической нагрузки автономного потребителя с учетом местных возобновляемых топлив. Вестник Дагестанского гос. техн. ун-та. Техн. науки. 2012. № 24 (1). С. 62 - 69.

19. Бабаев Б. Д. Стабильная мощность солнечной ветроэнергетической установки. Альтернативная энергетика и экология. 2012. -№ 1. -С. 26 -27.

20. Бабаев Б. Д. Энергетические характеристики двухкамерной системы солнечного энергоснабжения с водоаммиачным теплоносителем. Вестн. Дагестанского гос. ун-та. Естеств. науки. 2012. —В. 1. -С. 38-39.

21. Бабаев Б. Д., Волшаник В. В. Использование естественных водотоков в солнечных системах горячего водоснабжения. Экология урбаниз. территорий. 2012. № 1.С. 64-65.

22. Бабаев Б. Д., Волшаник В. В. Исследование процессов сушки материалов в гелиосушилке для фруктов и овощей. Междунар. технико-экономический журнал. 2012. № 2. С. 76 -83.

23. Бабаев Б. Д., Волшаник В. В. Волноэнергетические ресурсы Каспийского моря. Гидротехническое стр-во. 2012. № 9. С. 28 - 31.

24. Бабаев Б. Д., Волшаник В. В., Данилин В. Н. Энергетическая установка для использования тепла автомобильных дорог и улиц городов. Экология урбаниз. территорий. 2012. № 2. С. 29 - 32.

Другие статьи, книги и материалы конференций

25. Вердиев Н. Н., Гасаналиев А. М., Бабаев Б. Д. Обзор по граневым элементам низшей размерности пятикомпонентной взаимной системы 1л,Ыа,Са,Ва//Р,Мо04. Журн. прикл. химии РАН. -С.-Птб.: 1994. -19 с,-Деп. в ВИНИТИ 11.07.94. № 1745 - В94.

26. Бабаев Б. Д., Магомедов К. Г. Противофильтрационные завесы в основании напорных сооружений с опытным применением нового химического тампонажного раствора. Научно тематический сборник. -Махачкала, -РИО ДПТИ. 1994. -С. 79 - 86.

27. Бабаев Б. Д., Баламирзоев А. Г. Обработка молибденовой породы (повел-лита) экологически чистым способом. Проблемы рационального природопользования и обеспечения экологической и экономической безопасности Прикаспийского региона "Каспий-Балтика 95": Тез. докл. междун. симпозиум. - С.-Птб.: I995.-C.13.

28. Бабаев Б. Д., Вердиев Н. Н., Гасаналиев А. М. Термический анализ системы и2Р2 - СаМо04 -ВаМо04. Термический анализ и калориметрия: Тез. докл. Всеросс. конф. 1996 г. -Казань, 1996. - С. 127.

29. Вердиев Н. Н., Гасаналиев А. М., Бабаев Б. Д. Фазовые равновесия в системах ЬШа,Ва//Мо04 и 1л,Са,Ва//Мо04. Журн. неорган, химии РАН. 1996. -Т. 41, -№2. - С. 309 -312.

30. Вердиев Н. Н., Гасаналиев А. М., Бабаев Б. Д., Курбанмагомедов К.Д. Фазовый комплекс системы 1_л,Са//Р,Мо04 // Журн. неорган, химии РАН. 1996.-Т. 41,-№ 5.-С. 847- 849.

31. Вердиев Н. Н., Гасаналиев А. М., Бабаев Б. Д. Диаграмма состояния системы Li2Mo04 - Na2Mo04 - СаМо04. Журн. неорган, химии РАН. 1996. Т. 41, -№ 5, -С. 863 -866.

32. Вердиев Н. Н., Гасаналиев А. М., Бабаев Б. Д. Стабильный треугольник Li2F2 - CaF-, - ВаМо04. Журн. неорган, химии РАН, 1996. Т. 41, -№ 11, -С. 1934- 1936.

33. Вердиев Н. Н., Гасаналиев А. М., Бабаев Б. Д. Фазовая диаграмма системы Li,Ba//F,Mo04. Журн. неорган, химии РАН. 1997, Т. 42. -№ 5. -С. 845 -847.

34. Бабаев Б. Д. Описание химизма в МКС. Физико-химический анализ многокомпонентных систем: Тез. докл. Всеросс. науч. конф. 1997 г. — Махачкала, 1997.-С. 13.

35. Бабаев, Б. Д., Гасаналиев А. М. Дифференциация четверной взаимной системы Li,Na,Ca//F,Mo04. Физико-химический анализ многокомпонентных систем: Тез. докл. конф. памяти Мирзаметова М. М. ноябрь - декабрь 1997г. -Махачкала, -ДГУ, 1997. -С. 23-25.

36. Бабаев Б. Д., Вердиев Н. Н., Гасаналиев А. М Тройная взаимная система Li,Na//F,Mo04. Расплавленные электролиты: Тез. докл. XI конф. по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов 1998 г. -Екатеринбург, 1998. -Т. 1. -С. 115.

37. Бабаев Б. Д. Исследование кристаллизации солей из водных растворов методом ДТА. Достижения и современные проблемы развития науки в Дагестане: Тез. докл. Международной научной конференции, посвященной 275-летию РАН и 50-летию ДНЦ РАН 21 - 25 мая 1999 г. -Махачкала: 1999.-С. 123.

38. Бабаев Б. Д. Общая химия (учебн. пособие для инжен. спец.). Махачкала: ООО "Аманат", 1999. -130 с.

39. Бабаев Б. Д. Теплоаккумулирующие материалы в медицине. Химия - медицине: Тез. докл. региональной научно-студенческой конференции 2000 г. -Махачкала, ИПЦ ДГУ, 2000. -С. 18.

40. Бабаев Б. Д., Гасаналиев А. М. Четверная система Li2Mo04 - Na2Mo04 -СаМо04 - ВаМо04. Неорган, материалы, 2000, -Т 36 №9, -С. 1137-1141.

41. Бабаев Б. Д. Фазопереходный материал для аккумулирования среднепо-тенциальной тепловой энергии на основе системы NaF - NaCI - NaN03. Вестн. Дагестанского гос. ун-та Естеств. науки. -2000. —В. 1. -С. 5-7

42. Бабаев Б. Д. Анализ целесообразности использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии на территории республики Дагестан. Геотермальная энергетика - геологические, экономические и энергетические аспекты: Тез. докл. Междун. конф. 19-22 сентября 2000 г. -Симферополь, 2000. -С. 13-14.

43. Мамаев Н. И., Бабаев Б. Д. Физические основы использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии. -Махачкала: ИПЦ ДГУ. 2001.-116 с.

44. Бабаев Б. Д., Гасаналиев А. М. Теплоаккумулирующий материал на основе многокомпонентных систем с комплексообразованием. Физическая

химия и электрохимия расплавленных солей: Тез. докл. XII Российской конф. по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов 2001 г. - Нальчик, 2001. -T. I. -С. 85 -87.

45. Бабаев Б. Д., Мамаев Н. И., Гасаналиев А. М. Система Li2F2-CaF2-BaF2-ВаМо04. Физическая химия и электрохимия расплавленных солей: Тез. докл. XII Российской конф. по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов 2001г. —Нальчик, 2001. —T. I. -С. 87 -89.

46. Мамаев, Н. И., Бабаев Б. Д. Условия существования диффузионного пламени при воздействии различных веществ. Физическая электроника. Материалы II Всероссийской конференции (23-27 октября 2001 г Махачкала). -Махачкала, ИПЦ ДГУ, 2001 -С. 103 - 106

47. Магомедов M. М., Гасаналиев А. М., Бабаев Б. Д. Система MgF2-Li2S04-LiF. Физическая химия и электрохимия расплавленных солей: Тез. докл. XII Российской конф. по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов 2001г. -Нальчик, 2001. -T. I. -С. 98 - 101.

48. Бабаев Б. Д. Топлива для автотранспорта из сырьевых ресурсов. Сборник научных сообщений по естественным, общетехническим и гуманитарным проблемам: Тез. докл. 1-ой научно-практической конференции преподавателей и студентов МФ МАДИ (ГТУ) 13-15 сентября 2001г. - Махачкала, 2001.-С. 152 - 155.

49. Бабаев Б. Д. Корреляционна связь между значениями скоростей ветра и плотность его энергии в трех пригородных точках Махачкалы. Вестн. Дагестанского гос. ун-та. Естеств. науки. -2001. -В. 4. -С. 17-19.

50. Мамаев Н. И., Бабаев Б. Д., Недюрмагомедов Г. Г. Описание закона изменения параметров среды при аварии в энергетическом помещении. Физическая электроника. Материалы II Всероссийской конф. (23-27 октября 2001 г Махачкала). -Махачкала, ИПЦ ДГУ, 2001 -С. 99 - 102.

51. Бабаев Б. Д. Тепло- и холодоаккумулирующие материалы и их использование. -М., 2002. -65 с. -Деп. в ВИНИТИ 06.02.02 № 245-В2002.

52. Бабаев Б. Д., Данилин В. Н. Энергоаккумулирующие установки. Махачкала. ИПЦ ДПГ 2002. -199 с.

53. Бабаев Б. Д. Расчет симметричных трехфазных цепей и выбор конденсатора для компенсации реактивной мощности: (метод, пос. для выполнения курсового проекта). -Махачкала, ИПЦ ДГУ. 2002. - 29 с.

54. Бабаев Б. Д. Энергетическая система комбинированного теплоснабжения дома в отдаленной от центральных систем местности. Энергосбережение - теория и практика: Первой всероссийской Школы-семинара молодых ученых и специалистов. -М.: Издательство МЭИ, 2002. -С. 93 — 94

55. Бабаев Б. Д., Данилин В. Н. Исследование воздушных потоков вдоль автотрасс. Энергосбережение - теория и практика: Первой всероссийской Школы-семинара молодых ученых и специалистов. -М.: Издательство МЭИ, 2002. -С. 223-224.

56. Бабаев Б. Д. Технический ветроэнергетический ресурс Дагестана. Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки

и техники. Топливо и энергетика: Тез. докл. Всесоюз. научно-техн. конф. 2002 г. -М, Изд. МЭИ. 2002. -С. 149- 150.

57. Бабаев Б. Д., Данилин В. Н., Гасаналиев А. М. Расчет энергетических характеристик процессов зарядки и разрядки аккумулятора на основе системы MgO-Mg(OH)2. Физ.-хим. анализ многокомпонентных систем: Тез. докл. II Всерос. науч. конф. 2002 г. -Махачкала, ДГПУ (НИИ ОНХ), 2002. -С. 27-28

58. Бабаев Б. Д., Баламирзоев А. Г. Ветровой режим и карта изолиний равных среднегодовых скоростей на территории Дагестана. —М., 2002. —15 с. -Деп. в ВИНИТИ РАН 28.05.02 № 947 - В2002.

59. Бабаев Б. Д. Блок-схема выбора оптимальной комбинированной системы теплоснабжения с использованием возобновляемых источников энергии. -М., 2002. - 7 с. -Деп. в ВИНИТИ 05.03.02, № 408-В2002.

60. Баламирзоев А. Г., Бабаев Б. Д. Растворение пласта засоленной породы в основании плотины. -М., 2002. - 5 с. - Деп. в ВИНИТИ РАН 28.05.02 №950-В2002.

61. Бабаев Б. Д. Энергоаккумулирующие установки, (сборник лабораторных работ). Махачкала: ИГЩ ДГУ. 2003. 31 с.

62. Бабаев Б. Д. КПД термохимических преобразователей солнечной энергии. Электронный научный журнал. "Физико-химический анализ свойств многокомпонентных системах". ISSN 1819-5830. http://www.kubstu.ru/conf. В. 1.2003 г.

63. Бабаев Б. Д. Описание химических взаимодействий в четырехкомпонент-ной взаимной системе Li, Na, Ca || F, M0O4. Электронный научный журнал "Физико-химический анализ свойств многокомпонентных систем". ISSN 1819-5830 http://www.kubstu.ru/fams В. I. 2003 г.

64. Бабаев Б. Д., Данилин В. Н. Управление качеством жизни и нетрадиционные технологии. Электронный журнал «Управление качеством». ISSN 1991-6388. http://www.kubstu.ru/fh/iuk/ В. 1.2003 г.

65. Магомедов М. М., Гасаналиев А. М., Бабаев Б. Д. Система MgF2-Li2S04-LiCl. Электронный научный журнал. "Физико-химический анализ свойств многокомпонентных системах". ISSN 1819-5830. http://www.kubstu.ru/conf. В. 1. 2003 г.

66. Бабаев Б. Д. Термохимическое аккумулирование на основе реакций, протекающих в МКС. Образование и подготовка специалистов в области возобновляемых источников энергии: Проблемы и перспективы XXI века: Материалы Международной школы-семинара ЮНЕСКО/Под ред. М. Г. Беренгартена, С. И. Вайнштейна, А. Г. Евстафьева. -М.: МГУИЭ, 2003. -С. 191 - 192.

67. Данилин В. Н., Бабаев Б. Д. Гелиевое тепло автомобильных дорог и улиц городов — источник энергии для хозяйственных нужд. Электронный научный журнал "Физико-химический анализ свойств многокомпонентных систем". ISSN 1819-5830 http:/www.kubstu.ru /fh/fams В. 1. 2003 г.

68. Данилин В. Н., Бабаев Б. Д. Преобразование солнечной энергии в высокопотенциальную энергию водяного пара. Электронный научный журнал

"Физико-химический анализ свойств многокомпонентных систем". ISSN 1819-5830 http:/www.kubstu.ru /fli/fams В. 1. 2003 г.

69. Данилин В. Н., Бабаев Б. Д. Гелиосушилка для сушки фруктов и овощей. Электронный научный журнал "Физико-химический анализ свойств многокомпонентных систем". ISSN 1819-5830 http:/www.kubstu.ru /fh/fams В. 1.2003 г.

70. Бабаев Б. Д. Компьютерные методы обучения по выбору оптимальной комбинированной системы энергоснабжения автономного потребителя с использованием НВИЭ по программе «Optimum». Образование и подготовка специалистов в области возобновляемых источников энергии: Проблемы и перспективы XXI века: Материалы Международной школы-семинара ЮНЕСКО/Под ред. М. Г. Беренгартена, С. И. Вайнштейна, А. Г. Евстафьева. -М.: МГУИЭ, 2003. -С. 149 - 153.

71. Бабаев Б. Д. Бак-аккумулятор для термохимического и фазопереходного аккумулирования тепла. Возобновляемая энергетика 2003: Состояние, проблемы, перспективы. 4-6 ноября 2003 г. Сборн. докл. —С.Птб.: Изд-во СПбГПУ. 2003. -С. 528 - 530.

72. Магомедов А. М., Бабаев Б. Д. Лабораторный практикум по электротехнике. -Махачкала, ИПЦ ДГУ. 2004. -182 с.

73. Бабаев Б. Д. Фазовые равновесия и описания термохимических реакций обмена в многокомпонентных взаимных системах, их использование для теплового аккумулирования. Электронный научный журнал "Физико-химический анализ свойств многокомпонентных систем". ISSN 18195830 http://www.kubstu.ru/fams В. II. 2004 г.

74. Бабаев Б. Д. Алгоритм оптимизации тепло- и энергоснабжения автономных потребителей с использованием возобновляемых источников энергии. Вестн. Дагестанского гос. ун-та. Естеств. науки. 2004. -В.1 -С. 24-26.

75. Бабаев Б. Д. Программа выявления и описания термохимических реакций, протекающих в многокомпонентных взаимных системах. XIII Российская конференция по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов: Тез. докл. 27 —сентября — 1 октября 2004 г. - Екатеринбург, 2004 -Т. 1. -С. 99 - 100.

76. Бабаев, Б. Д., Халилуллаев Г. М. Программа описания термохимических реакций в многокомпонентных системах в зависимости от температуры. Техника и технология, № 3, 2005. - С. 40.

77. Бабаев Б. Д. Комбинированная энергетическая установка. Сборник трудов региональной научно-технической конференции «Системы обеспечения тепловых режимов преобразователей энергии и системы транспортировки теплоты» 7-9 декабря 2005 г. Махачкала: ДГТУ. 2006. С. 128 -129.

78. Мамаев Н. И., Бабаев Б. Д., Магомедов А. М. Безопасность жизнедеятельности. Махачкала: ИПЦ ДГУ, 2007,256 с.

79. Бабаев Б. Д. Устройство комбинированного использования солнечной и ветровой энергии. Материалы Международного семинара «Возобновляе-

мые источники энергии: Материалы и технологии» 29 — 30 ноября 2007 г. Махачкала, Россия.

80. Бабаев Б. Д., Бабев Э. Б. Гелиосистема теплохладоснабжения зданий. Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов. Материалы II Школы молодых ученых. 21-25 сентября 2008 г. / Под ред. А. Б. Алхасова - Махачкала: ИП Овчинников (АЛЕФ), 2008. С. 325 - 326.

81. Бабаев Б. Д., Халилуллаев Г. М. Описание термохимических реакций в многокомпонентных взаимных системах в зависимости от температуры программой ЭВМ. «Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии и материаловедения». Материалы Всероссийской научн. конф.. Махачкала: ДГУ, 2008. С. 74 - 75.

82. Бабаев Б. Д., Джанмурзаев А. А. Разработка комбинированной системы энергоснабжения частного дома и его расчет. Труды Всеросс. научно-техн. конф. «Системы обеспечения тепловых режимов преобразователей энергии и системы транспортировки теплоты» 23 — 25 декабря 2008 г. Махачкала. ДГТУ. 2009. С. 58 - 62.

83. Бабаев Б. Д. Система теплоснабжения с новым типом солнечного коллектора. Энергоснабжение в теплоэнергетике и теплоэлектротехнологиях: Междунар. науч.-практ. конф. 19 апреля 2010 г. / под ред.: В. В. Шалая, А. С. Ненишева, А. Г. Михайлова и др. — Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. С. 173 - 174

84. Бабаев, Б. Д., Магомедов А. М., Бабаев Э. Б., Мамаев Н. И. Комбинированная система отопления жилого дома. Энергоснабжение в теплоэнергетике и теплоэлектротехнологиях: Междунар. науч.-практ. конф. 19 апреля 2010 г. / под ред.: В. В. Шалая, А. С. Ненишева, А. Г. Михайлова и др. — Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. С. 174- 176.

85. Бабаев Б. Д. Анализ процесса теплообмена в плоском слое фазопереходного теплоаккумулирующего материала. Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах. Сб. труд. Междунар. конф. 21-23 ноября 2010 г., Махачкала. С. 266-267.

86. Бабаев Б. Д., Рузанов Р. О., Бабаев Э. Б. Гибридная машина. Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов// Материалы /// Школы молодых ученых имени Э. Э Шпильрайна 27-30 сентября 2010 г/ Под ред. А. Б. Алхасова. Махачкала: ИП Овчинников (АЛЕФ) 2010. С. 273.

87. Бабаев Б. Д. Расчет энергетической нагрузки автономного потребителя и выбор оптимальной системы его энергоснабжения. Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов// Материалы III Школы молодых ученых имени Э. Э Шпильрайна 27-30 сентября 2010 г/ Под ред. А. Б. Алхасова. Махачкала: ИП Овчинников (АЛЕФ) 2010. С. 274 - 276.

88. Бабаев, Б. Д., Бабаев Э. Б. Анализ состояния и обоснование целесообразности строительства малых ГЭС по разработанной программе. Современные проблемы электроэнергетики и пути их решения. Материалы 1-й Всероссийской научно-практической конференции, 20 декабря 2010 г. — Махачкала: ИД «Эпоха», 2011. С. 38 - 54.

89. Бабаев Б. Д. Анализ систем теплохладоснабжения с водоаммиачным теплоносителем на основе диаграммы NH3-H20. II Всероссийская научно-практическая конференция «Системы обеспечения тепловых режимов преобразователей энергии и системы транспортировки теплоты» 8-9 декабря 2010 г. Ч. I. г. Махачкала: ДГТУ. С. 227-229.

90. Волшаник В. В., Бабаев Б. Д. Энергоэффективность стеновой панели с фазопереходным теплоаккумулирующим материалом. Журн. Кровельные и изоляционные материалы. 2012. -№ 3(45). -С. 13-16.

Патенты РФ на изобретения и свидетельства о государственной регистрации

91. Пат. 2216699, РФ, МПК F26 ВЗ/28, F24 J2/48. Гелиосушилка для сушки фруктов и овощей / В. Н. Данилин, Б. Д. Бабаев (РФ).- №2001114092; Заяв 22.05.01; Опубл. 20.11.03, Бюл. №32.

92. Свид. на полезн. модель 24270, РФ, МПК F24 J2/10. Устройство для преобразования солнечной энергии в высокопотенциальную энергию водяного пара / В. Н. Данилин, Б. Д. Бабаев (РФ).- №200210968/20; Заяв. 08.04.02; Опубл. 27.07.02.

93. Пат. 2210040, РФ, МПК F24J2/42, F24J2/00. Устройство для использования гелиевого тепла автомобильных дорог и улиц городов / В. Н. Данилин, Б. Д. Бабаев (РФ).-№2001134471/06; Заяв. 17.12.01; Опубл. 10.08.03.

94. Пат. 2230263, РФ, МПК F24 J2/24. Солнечный коллектор / Б. Д. Бабаев, В. Н. Данилин (РФ).- №2002117347; Заяв. 28.06.02; Опубл. 10.06.04, Бюл. № 16.

95. Пат. 2234034, РФ, МПК F24J2/42, 2/34. Солнечная ветроустановка / Б. Д. Бабаев (РФ).- №2002132674; Заяв. 04.12.02; Опубл. 10.08.04, Бюл. № 22.

96. Пат. 2223451, РФ, МПК F24 J2/04, 2/34. Стеновая панель здания / Б. Д. Бабаев, В. Н. Данилин (РФ).- №2002106153; Заяв. 06.03.02; Опубл. 10.02.04, Бюл. №4.

97. Пат. 2297493, РФ, МПК Е02 ВЗ/16. Способ и устройство для заделки трещин в гидротехнических сооружениях / Р. С. Гераев, Г. С. Гамидов, М. С. Гамидов, А. Г. Баламирзоев, Б. Д. Бабаев (РФ). - №2003130806/03; Заяв. 20.10.03; Опубл. 20.04.07, Бюл. № 11.

98. Пат. 2312276, РФ, МПК F24 J2/32. Гелиосистема / Б. Д. Бабаев (РФ).-№2006114310/06; Заяв. 26.04.06; Опубл. 10.12.07, Бюл. № 34.

99. Пат. 2350855, РФ, МПК F03 G7/06, F24 J2/42. Система солнечного энергоснабжения / Б. Д. Бабаев, Э. Б. Бабаев (РФ).- №2007144262/06; Заяв. 28.11.07; Опубл. 27.03.09, Бюл. № 9.

100. Пат. на полезную модель № 79989, РФ, МПК F24 J2/00. Солнечный тепловой коллектор / Б. Д. Бабаев (РФ). -№2008123807/22; Заяв. 11.06.08; Опубл. 20.01.09, Бюл. № 2.

101. Пат. 2384735, РФ, МПК F03 G6/02, F03 G7/00. Тепловой двигатель / Б. Д. Бабаев (РФ). - №2009107653/06; 3аяв.03.03.09; Опубл. 20.03.10, Бюл. № 8.

102. Заяв. на пат. РФ, МПК F24 J2/04, F28 D15/00. Система теплохладоснабжения / Б. Д. Бабаев, Э. Б. Бабаев (РФ).- Решение о выдаче пат на изобр. № 2011109423/06 (013701) от 09.04.2012.

103. Заяв. на пат. РФ, М кл.3 F 24 J 3/02, F 24 J 2/00, 2/42. Гелиоустановка для химических реакций. Приоритетный № 2012126271 от 22.06.12 г.

104. Свид. о гос. per. программы для ЭВМ №2002611012 «Программа "оптимизация системы тепло- и энергоснабжения автономного потребителя "Optimum"» / Б. Д. Бабаев, А. Г. Баламирзоев// Зарег. в Реестре программ для ЭВМ 20.06.02.

105. Свид. о гос. per. программы для ЭВМ № 2003620015 «База данных программы "Optimum"» / Б. Д. Бабаев// Зарег. в Реестре программ для ЭВМ 8.01.03.

106. Свид. о гос. per. программы для ЭВМ №2003611296 «Описание химического взаимодействия в многокомпонентных взаимных системах "Reaction"» / Б. Д. Бабаев, Г. М. Халилуллаев// Зарег. в Реестре программ для ЭВМ 28.05.03.

107. Свид. о гос. per. программы для ЭВМ № 2003611876 «Описание термохимических реакций в многокомпонентных взаимных системах "Тепловой эффект"» / Б. Д. Бабаев, Г. М. Халилуллаев// Зарег. в Реестре программ для ЭВМ 12.08.03.

108. Свид. о гос. per. №73200400092, ФГУП «ВНТИЦ» «Способ получения постоянного тока» / Б. Д. Бабаев // Зарег. 13.05.04.

109. Свид. о гос. per. программы для ЭВМ № 2005610201 «Описание термохимических реакций в многокомпонентных взаимных системах "Тепловой эффект в зависимости от температуры"» / Б. Д. Бабаев, Г. М. Халилуллаев//Зарег. в Реестре программ для ЭВМ 21.01.05.

Подписано в печать 18.08.2012 г. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме» Усл. печ.л — 2,5. Заказ № 116. Тираж 150 экз.

Отпечатано в типографии "Радуга-1" г. Махачкала, ул. Коркмасова, 11 "а"

2012340738

2012340738